內 容 簡 介
本書將計算機網絡技術與通信技術相結合,以TCP/IP協議為基礎,全面系統地闡述計算機網絡所涉及的基本概念和基本內容。全書共分為11章,分別介紹了計算機網絡的基本概念和發展歷史、Internet基礎、計算機網絡體系結構、物理層及通信技術基礎、數據鏈路層的基本概念和功能、網絡層與路由器的工作原理,以及傳輸層、會話層、表示層和應用層的基本內容,還有局域網的相關技術和協議、無線網絡技術、網絡管理和網絡安全等內容。
本書的內容組織、案例設計新穎,在以往網絡基礎理論基礎上增加了大量的教學案例,體現了“學中做、做中學”的思想,可作為普通本科院校和高職高專院校的教學用書以及其他相關讀者的學習用書。
前 言
計算機網絡是計算機技術和通信技術緊密結合并不斷發展的一門學科,是20世紀最偉大的科技成就之一。它的理論發展和應用水平直接反映了一個國家高新技術的發展水平,并成為反映一個國家現代化程度和綜合國力的重要標志。
計算機網絡正在改變著我們的工作和生活的各個方面,推進著全球信息革命的進程。我們緊跟網絡技術的發展,編寫適應目前高校教學需求并貼合當代計算機網絡發展現狀和趨勢的這本書。在本書的編寫過程中,我們始終把內容的可讀性、實用性、先進性和科學性作為編寫原則,力求做到內容新、結構清晰、概念準確、理論聯系實際的目標。本書作者多年來一直位居網絡教學一線,有著豐富的理論基礎和實踐經驗,在書中用大量的實例深入淺出地講解了計算機網絡的相關知識,使讀者易讀易懂,輕松掌握計算機網絡技術。
本書具有如下特色。
1. 全面系統的基礎理論
本書系統地介紹了網絡基礎和網絡體系結構,詳細介紹了TCP/IP參考模型和OSI/RM參考模型中涉及的重要原理和協議。另外,還結合實用的網絡技術,循序漸進,讓讀者在掌握各種實用網絡技術的基礎上建立完整的理論體系。
2. 內容新穎
本書在大量的網絡素材中選材精煉,力求做到內容新穎、詳略得當,介紹了必要的理論基礎,也補充了部分最新的知識和技能,實現了與時俱進的目標。本書內容為教師創造了良好的教學空間,為學生提供了良好的學習空間。
3. 大量的案例應用
本書在介紹理論的基礎上,根據每章內容涉及的實用技術設計了多個相關的案例,幫助學生在學中做、做中學,做到了理論聯系實際。
4. 實用性強
本書按照由淺入深、循序漸進的思路,詳細地介紹了計算機網絡技術的教學大綱知識,并配合一些經典的實用案例進行講解,幫助讀者達到學以致用的目的。
本書的第1章到第5章由肖仁鋒老師編寫,第6章到第8章由劉洪海老師編寫,第9章到第11章由李興福老師編寫。同時,在本書的編寫過程中,尤鳳英、劉曉玲、韋銀、王冰等多位同事和朋友參與協助,在此深表感謝。
限于作者的水平,本書難免存在不當之處,懇請廣大讀者批評指正。
編 者
目 錄
第1章 計算機網絡基礎 1
1.1 計算機網絡概述 2
1.1.1 計算機網絡的產生 2
1.1.2 計算機網絡的發展 2
1.2 計算機網絡的定義 6
1.3 計算機網絡的功能 7
1.4 計算機網絡的組成 8
1.5 計算機網絡的分類 9
1.5.1 按網絡覆蓋的地理范圍分類 9
1.5.2 按網絡的拓撲結構分類 10
1.5.3 按物理結構和傳輸技術分類 12
1.5.4 按傳輸介質分類 12
1.5.5 按帶寬速率分類 12
1.5.6 按網絡的交換方式分類 12
1.6 計算機網絡的應用 13
1.7 計算機網絡發展前景 16
1.8 本章小結 18
1.9 本章習題 18
第2章 Internet概述 21
2.1 Internet的發展歷史 22
2.2 Internet的接入技術 24
2.3 Internet的地址 29
2.3.1 IP地址的結構 29
2.3.2 IP地址的分類 29
2.3.3 特殊的IP地址 30
2.3.4 子網掩碼 32
2.4 域名系統DNS 34
2.4.1 域名結構 34
2.4.2 DNS查詢方式 35
2.4.3 DNS工作過程 36
2.5 Internet提供的服務 37
2.5.1 WWW服務 37
2.5.2 電子郵件服務 41
2.5.3 FTP服務 45
2.5.4 Telnet服務 47
2.5.5 BBS服務 48
2.6 Internet的組織管理機構 49
2.7 小型案例實訓 51
2.8 本章小結 60
2.9 本章習題 60
第3章 網絡體系結構 63
3.1 網絡體系結構概述 64
3.1.1 基本概念 64
3.1.2 服務類型 67
3.1.3 服務原語 68
3.2 OSI參考模型 70
3.2.1 OSI參考模型概述 70
3.2.2 OSI參考模型各層描述 71
3.2.3 OSI參考模型的數據封裝 74
3.2.4 OSI通信方式 74
3.3 TCP/IP參考模型 76
3.3.1 TCP/IP 四層模型 76
3.3.2 OSI參考模型與TCP/IP參考
模型的比較 77
3.4 本章小結 79
3.5 本章習題 79
第4章 物理層 81
4.1 物理層功能 82
4.2 物理層特性 82
4.3 物理層協議 85
4.3.1 RS-232-C協議 85
4.3.2 CCITT X.21建議 88
4.4 通信基礎 90
4.4.1 基本概念 90
4.4.2 數據通信的主要技術指標 94
4.4.3 多路復用技術 96
4.4.4 數據編碼技術 98
4.4.5 網絡傳輸介質 101
4.4.6 數據交換技術 109
4.5 小型案例實訓 112
4.6 本章小結 114
4.7 本章習題 114
第5章 數據鏈路層 117
5.1 數據鏈路層概述 118
5.1.1 數據鏈路層協議和設備 118
5.1.2 數據鏈路層的分層結構
及各自作用 119
5.1.3 數據鏈路層主要功能概述 120
5.1.4 鏈路層向網絡層提供的
服務 122
5.2 幀同步功能 123
5.2.1 字符計數法 123
5.2.2 字符填充的首尾定界符法 124
5.2.3 比特填充的首尾定界符法 126
5.2.4 違法編碼法 127
5.3 差錯控制功能 127
5.3.1 差錯控制概述 128
5.3.2 差錯編碼方案 128
5.4 流量控制功能 133
5.4.1 XON/XOFF方案 133
5.4.2 停止等待協議 134
5.4.3 滑動窗口協議 135
5.4.4 窗口協議機制 136
5.5 數據鏈路層服務 141
5.5.1 LLC向網絡層提供的基礎
呼叫服務 141
5.5.2 MAC子層向LLC子層提供的
基礎呼叫服務 142
5.5.3 LLC子層間的通信協議 142
5.6 數據鏈路層協議實例 143
5.6.1 媒體訪問控制及MAC地址 143
5.6.2 LAN中的數據鏈路層 144
5.6.3 Internet的數據鏈路層協議 144
5.7 本章小結 147
5.8 本章習題 147
第6章 網絡層 149
6.1 網絡層概述 150
6.1.1 為什么需要網絡層 150
6.1.2 網絡層的功能概述 151
6.1.3 網絡層所提供的服務 151
6.2 網絡層功能 152
6.2.1 路由選擇 153
6.2.2 網絡互聯 159
6.2.3 擁塞控制 161
6.3 網絡互聯設備 163
6.3.1 網卡 163
6.3.2 中繼器 165
6.3.3 集線器 167
6.3.4 調制解調器 171
6.3.5 網橋 172
6.3.6 交換機 176
6.3.7 路由器 179
6.3.8 網關 183
6.3.9 設備的辨別與選擇 185
6.4 TCP/IP的網絡層 188
6.4.1 IP 協議 189
6.4.2 ARP協議與RARP協議 191
6.4.3 ICMP協議 192
6.5 小型案例實訓 193
6.6 本章小結 198
6.7 本章習題 198
第7章 傳輸層 201
7.1 傳輸層概述 202
7.1.1 傳輸層的地位 202
7.1.2 傳輸層的功能 203
7.1.3 傳輸層的服務類型 203
7.1.4 傳輸層的協議等級 204
7.1.5 傳輸層端口 205
7.2 TCP協議 206
7.2.1 TCP報文格式 207
7.2.2 TCP建立連接過程 208
7.2.3 TCP釋放連接過程 209
7.2.4 TCP流量控制 210
7.3 UDP協議 211
7.3.1 UDP協議概述 211
7.3.2 UDP數據報格式 211
7.3.3 UDP數據報最大長度 212
7.4 本章小結 212
7.5 本章習題 212
第8章 會話層、表示層和應用層 215
8.1 會話層 216
8.1.1 會話層概述 216
8.1.2 會話層工作原理 217
8.1.3 會話層功能 217
8.1.4 會話層協議 218
8.2 表示層 218
8.2.1 表示層功能 218
8.2.2 表示層的工作原理 219
8.2.3 抽象語法標記ASN.1 220
8.3 應用層 220
8.3.1 應用層概述 220
8.3.2 應用層功能 221
8.3.3 應用層協議 222
8.4 小型案例實訓 224
8.5 本章小結 238
8.6 本章習題 238
第9章 局域網技術 241
9.1 局域網概述 242
9.1.1 局域網的特點 242
9.1.2 局域網的拓撲結構及傳輸
介質 242
9.1.3 局域網參考模型 245
9.1.4 信道的多路訪問控制 247
9.2 以太網基本技術 247
9.2.1 媒體訪問控制技術 248
9.2.2 數據鏈路和幀 252
9.3 10Mbps以太網 254
9.3.1 10Mbps以太網的連接種類 254
9.3.2 以太網集線器 256
9.4 交換式以太網 258
9.4.1 以太網交換原理 258
9.4.2 全雙工以太網 263
9.4.3 虛擬局域網 264
9.5 高速以太網 268
9.5.1 100Mbps快速以太網 269
9.5.2 千兆以太網 271
9.5.3 萬兆以太網 273
9.6 小型案例實訓 274
9.7 本章小結 278
9.8 本章習題 278
第10章 無線網絡技術 281
10.1 無線網絡概述 282
10.2 無線通信技術 282
10.3 無線局域網 285
10.3.1 無線局域網概述 285
10.3.2 無線局域網的分類 286
10.3.3 無線局域網標準 288
10.3.4 無線局域網的組網設備 290
10.3.5 典型的無線局域網連接
方案 291
10.4 無線廣域網 293
10.4.1 無線廣域網標準 293
10.4.2 第二代移動通信系統 295
10.4.3 第三代移動通信系統 296
10.4.4 第四代移動通信系統 296
10.5 小型案例實訓 305
10.6 本章小結 310
10.7 本章習題 310
第11章 網絡管理和網絡安全 313
11.1 網絡管理 314
11.1.1 網絡管理的基本概念 314
11.1.2 網絡管理的功能 316
11.1.3 簡單網絡管理協議SNMP 320
11.2 網絡安全 322
11.2.1 網絡安全問題概述 322
11.2.2 數據加密技術 325
11.2.3 防火墻技術 330
11.2.4 虛擬專用網VPN 335
11.2.5 網絡防病毒技術 340
11.3 本章小結 342
11.4 本章習題 342
習題參考答案 345
參考文獻 357